La première supernova détectée, confirmée, classée et partagée par une intelligence artificielle
Pour la première fois, une intelligence artificielle (IA) a recherché, détecté, confirmé, classé et annoncé la découverte d’une supernova sans aucune intervention humaine. Ce nouvel et puissant outil, selon les scientifiques, pourrait à l’avenir « rationaliser considérablement » les grandes études sur les étoiles qui explosent.
Image d’entête : représentation artistique d’une supernova. (Observatoire européen austral/ L. Calçada)
Selon les astronomes américains qui ont participé à la création de cet outil, la détection des supernovas reposait auparavant sur une combinaison de systèmes automatisés et de méthodes de vérification humaine. D’ordinaire, les télescopes robotisés scrutent des parties du ciel à la recherche de nouvelles sources potentielles de supernova qui n’existaient pas auparavant. Une fois qu’un candidat (au titre de supernova) est repéré, le processus est généralement confié à des humains qui utilisent des télescopes équipés de spectrographes pour recueillir le spectre de la source, c’est-à-dire la lumière dispersée. L’outil automatisé, baptisé « Bright Transient Survey Bot » (BTSbot), vise à éliminer l’intermédiaire humain du processus.
BTSbot a détecté la supernova récemment découverte, appelée SN2023tyk, dans les données du Zwicky Transient Facility (ZTF), une caméra robotisée située en Californie qui scrute le ciel nordique tous les deux jours. Les chercheurs ont fourni à l’algorithme d’apprentissage automatique BTSbot 1,4 million d’images provenant de 16 000 sources astronomiques. Ces images comprenaient des preuves antérieures de supernovae, de lumineuses galaxies et d’étoiles temporairement éblouissantes. Équipé de cet ensemble d’entraînement, le modèle d’IA a pu identifier une nouvelle supernova candidate et demander automatiquement la lecture de son spectre à un télescope robotisé de l’observatoire Palomar, en Californie.
Image de la galaxie où la supernova a illuminé le ciel. (Legacy Surveys/ D. Lang/ Perimeter Institute/ unWISE/ NASA/ JPL-Caltech)
Le système a finalement identifié la supernova candidate comme une « explosion stellaire » dans laquelle une étoile naine blanche a complètement explosé, et il a automatiquement partagé ses résultats avec la communauté astronomique. En d’autres termes, le système d’IA a identifié et partagé la nouvelle découverte tout seul, ce qui est une excellente nouvelle pour les humains impliqués.
Images avant et après de la galaxie où s’est produite SN2023tyk. Sur l’image de droite, la région supérieure gauche de la galaxie apparaît déformée à l’endroit où l’étoile a explosé. (Legacy Surveys/ D. Lang/ Perimeter Institute/ unWISE/ NASA/ JPL-Caltech)
Selon Nabeel Rehemtulla, étudiant diplômé de l’université Northwestern :
Les performances simulées étaient excellentes, mais on ne sait jamais vraiment comment elles se traduisent dans le monde réel tant qu’on ne les a pas essayées. Nous avons ressenti une énorme vague de soulagement.
Les astronomes responsables de la construction du BTSbot pensent que le temps supplémentaire gagné en essayant de détecter et d’identifier manuellement les supernovas donnera aux scientifiques humains plus de temps pour analyser leurs observations et envisager de nouvelles idées.
Selon Adam Miller, professeur adjoint de physique et d’astronomie à l’université Northwestern :
En fin de compte, le fait de retirer les humains de la boucle donne plus de temps à l’équipe de recherche pour analyser ses observations et développer de nouvelles hypothèses pour expliquer l’origine des explosions cosmiques que nous observons.
La possibilité de scruter le ciel nocturne à la recherche de nouveaux objets de manière beaucoup plus efficace pourrait permettre de découvrir de nombreuses supernovae. BTSbot pourrait ainsi permettre aux astronomes de se concentrer sur l’interprétation des données et de fournir de précieuses informations sur l’évolution des étoiles et des galaxies.
Le partage de la découverte de et par l’IA sur le site Transient Name Server (AstroNotes) : Classification certificate for object 2023tyk et annoncée sur le site de l’Université Northwestern : First supernova detected, confirmed, classified and shared by AI.